科学家们致力于CRISPR-based COVID-19疗法

斯坦福大学的一组科学家正在与研究人员分子铸造,纳米科学用户设施位于美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室),发展基因打靶,针对COVID-19抗病毒剂。

去年,斯坦利气、生物工程部门的助理教授,斯坦福大学化学和系统生物学和他的团队已经开始工作在一种叫做吃豆人的技术——在人类细胞中或预防性抗病毒CRISPR使用基因编辑工具CRISPR对抗流感。

但1月,一切都改变了,当COVID-19流行的消息出现。气和他的团队突然面对一个神秘的新病毒,没有一个明确的解决方案。“我们认为,我们为什么不试着用我们的吃豆人技术对抗吗?”齐说。

自3月底以来,气和他的团队已经跟领导的一个小组合作迈克尔·康诺利主要科学工程助理在生物纳米结构设施在伯克利实验室的分子铸造,开发一个系统,提供吃豆人进入病人的细胞。

像所有CRISPR系统,吃豆人是由一种酶——在这种情况下,杀菌酶Cas13——和一串指南的RNA,命令Cas13摧毁特定核苷酸序列的冠状病毒的基因组。通过打乱这种病毒的遗传代码,吃豆人可以中和冠状病毒从细胞内复制,停止它。

这都是在交付

气说,关键的挑战吃豆人从分子工具翻译成一个anti-COVID-19疗法是找到一个有效的方式传递到肺细胞。SARS-CoV-2时,冠状病毒导致COVID-19,侵入肺部,气囊的感染者可能发炎和充满液体,劫持一个病人呼吸的能力。

“但我的实验室不交付方法,”他说。所以3月14日,他们的预印本出版论文,甚至在推特上,希望吸引眼睛的一个潜在的合作者与细胞交付技术方面的专长。

不久之后,他们得知康诺利在合成分子的工作称为lipitoids在分子铸造。

Lipitoids合成肽是一种模仿称为20年前首次发现的“peptoid”康诺利的导师罗恩Zuckermann。在此后的几十年,康诺利和Zuckermann致力于开发peptoid分子如lipitoids交付。在协作与分子铸造用户,他们已经证明了lipitoids”的有效性DNA和核糖核酸各种各样的细胞系。

今天,研究人员研究lipitoids潜力治疗应用表明,这些材料对人体无毒,可以交付核苷酸通过封装在微小的纳米粒子大小的十亿分之一米宽——一个病毒。

现在气希望增加他的CRISPR-based COVID-19治疗分子铸造lipitoid运载系统的越来越多。

4月下旬,斯坦福大学的研究人员测试了一种lipitoid - lipitoid 1 -魔法与DNA和RNA吃豆人游戏运营商在人肺上皮细胞的样本。

根据气,lipitoids表现很好。当包装coronavirus-targeting吃豆人,系统在溶液中合成SARS-CoV-2的数量减少了90%以上。“伯克利实验室的分子铸造为我们提供了一个分子的珍宝,改变了我们的研究,”他说。

球队未来计划在动物模型中测试吃豆人/ lipitoid系统SARS-CoV-2活病毒。他们将加入了纽约大学的合作者和斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所,瑞典。

如果成功,他们希望继续与康诺利和他的团队合作进一步发展吃豆人/ lipitoid治疗SARS-CoV-2和其他冠状病毒,并为临床探索扩大他们的实验测试。

“有效lipitoid交付,再加上CRISPR目标,可以使一个非常强大的战斗策略病毒性疾病不仅对COVID-19可能对新病毒株具有大流行潜力,”康诺利说。

“每个人都一直在昼夜不停地试图想出新的解决方案,“加气,其预印纸最近被同行评议和发表在杂志上细胞。“这是非常有益的结合专业知识和测试新的想法在机构在这些困难时期。”

参考:雅培et al。(2020)。发展CRISPR作为抗病毒策略应对SARS-CoV-2和流感。细胞。DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.020。

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